Մի ժամանակ կոքսի վառարանի գազը համարվում էր կոքսի պատրաստման գործընթացում որպես կողմնակի արտադրանք, ուստի հաճախ այն նույնիսկ արտանետվում էր մթնոլորտ (ինչը շատ վատնում է): Հետագայում գազը օգտագործվել է կոքսի վառարանների տաքացման համար, իսկ այսօր այն արդեն ամբողջությամբ բաշխվում է արտաքին սպառողներին՝ կենցաղային օգտագործման և այլ կարիքների համար։ Ինչպե՞ս է արտադրվում կոքս գազը և ինչ բաղադրություն ունի: Այս հոդվածը քննարկում է հարցի բոլոր ասպեկտները և տալիս է գազի օգտագործման կոնկրետ օրինակներ։
Պատմական ասպեկտ
Կոքս վառարանի գազի պատմությունը սկսվել է 19-րդ դարի վերջին - 20-րդ դարի սկզբին: Նույնիսկ այն ժամանակ այն օգտագործվում էր լուսավորության, ջեռուցման և, համապատասխանաբար, ճաշ պատրաստելու և կենցաղային այլ գործերի համար։ Այդ ժամանակ սկսվեց արդյունաբերական հեղափոխությունը և ուրբանիզացիան։ Ենթամթերքների, քարածխի խեժի և ամոնիակի արտադրությունը սկսեց ծառայել որպես ամենակարևոր բաղադրիչները, մասնավորապես հումքը, քիմիական բաղադրության ներկերի արտադրության մեջ և ընդհանուր առմամբ քիմիական արդյունաբերության մեջ: Այսպիսով, բացարձակապես բոլոր տեսակի ներկերիարհեստական բնությունը պատրաստվել է խեժից և կոքսի գազից։
Բացի այդ, կոքսի գազը լայնորեն օգտագործվում է արդյունաբերական արտադրանքի արտադրության վառարաններում, գազով աշխատող շարժիչներում և, իհարկե, որպես հումք քիմիական արտադրանքի արտադրության մեջ:
Կոքսի վառարանի գազի արտադրություն
Կոքսային վառարանի գազի ստացումը տեղի է ունենում կոքսի արտադրության հետ միաժամանակ կոքսի գործարաններում ածխի չոր թորման միջոցով: Կարևոր է նշել, որ այս գործընթացը պետք է անպայման ընթանա 900-1200 աստիճան ջերմաստիճանում։ Ինչպես նշվեց վերևում, գեներացման սկզբնական փուլերում գազը համարվում էր կողմնակի արտադրանք, ուստի այն հաճախ դուրս էր գալիս մթնոլորտային օդ: Քիչ անց կոքսի վառարանները սկսեցին տաքացնել կոքսի գազով։ Այսպիսով, անձնական կարիքների համար գազի սպառումը զգալի կրճատվել է (գրեթե մինչև 60%), մինչդեռ մնացած գումարը պատկանում է սպառողների այլ կատեգորիաներին, օրինակ՝ մետաղագործական արտադրության վառարանների ջեռուցման համար, որոնց ջերմաստիճանը չափազանց բարձր է, կամ տնային գործերի համար: Այսօր բացարձակապես ողջ գազը պատկանում է դրսի սպառողներին։ Ինչո՞ւ։ Բանն այն է, որ կոքսի վառարանի գազը շատ կալորիական է, ինչը նշանակում է, որ վառարանների ջեռուցման համար հնարավոր է օգտագործել ավելի էժան գազ։ LPG-ն դրա վառ օրինակն է: Ի դեպ, այն հիմնված է պրոպան-բութանի խառնուրդի վրա։
Coke վառարանի գազի բաղադրություն
Ինչպես պարզվեց՝ գազերի բազմազանությունիցԱրհեստական ծագման, հոդվածում դիտարկված և ածխի կոքսացման գործընթացում ստացված գազը մեծ նշանակություն ունի։ Հարկ է նշել, որ գործնական տեսանկյունից նրա կազմը ենթարկվում է զգալի տատանումների։ Սա, որպես կանոն, կախված է որպես վառելիք օգտագործվող հումքից, աշխատանքի ռեժիմների տարբերությունից, կոքսի վառարանների ֆիզիկական վիճակից և այլն։ Նրա ջերմային արժեքը 15-19 ՄՋ/մ3 է: Եթե այս գազի բաղադրիչները դիտարկենք որպես ծավալի տոկոս, ապա ստացվում է հետևյալ պատկերը՝
- H2: 55-60.
- CH4: 20-30.
- CO: 5-7.
- CO2: 2-3.
- N2: 4.
- չհագեցած ածխաջրածիններ՝ 2-3.
- O2: 0, 4-0, 8.
Կարևոր է նշել, որ կոքս վառարանի գազը (բանաձև՝ H2CH4NH3C2H4) ունի խտություն զրոյական աստիճանի ջերմաստիճանում 0,45-ից մինչև 0,50 կգ/մ3, ջերմային հզորությունը հավասար է 1,35 կՋ / (մ3 Կ), իսկ բոցավառման գործընթացին ուղեկցող ջերմաստիճանը հասնում է 600-650 աստիճանի։
Նյութի բանաձև
Ինչպես պարզվեց վերևում, կոքսի վառարանի գազի բաղադրությունը ներառում է այնպիսի նյութեր, ինչպիսիք են ջրածինը (H2), մեթանը (CH4), ամոնիակը (NH3) և էթիլենը (C2H4): Որպես օրինակ՝ տեղին կլինի տալ կոքսի մաքրված վառարանի գազի հետևյալ բաղադրությունը՝
| Բաղադրիչ | H2 | CH4 | CO | N2 | SN | O2 |
| Բովանդակություն, % | 55, 5 | 27, 6 | 8, 2 | 6, 0 | 2, 0 | 0, 7 |
Կարևոր է նշել, որ դիտարկվող գազի բաղադրությունը խստորեն կախված է կոքսացման գործընթացի ջերմաստիճանային ռեժիմից և դրա տևողությունից: Հսկայական դեր է խաղում նաև վերամշակվող ածխի որակը։ Այսպիսով, որքան բարձր է կոքսացման գործընթացի ջերմաստիճանային ռեժիմը, այնքան բարձր է ածխաջրածինների տարրալուծման մակարդակը, հետևաբար՝ գազում ջրածնի և ածխածնի մոնօքսիդի պարունակությունը: Ըստ այդմ, ածխաթթու գազի պարունակությունը, ընդհակառակը, ավելի ցածր կլինի։
Կոկային գազի մաքրման անհրաժեշտություն
Այսօր կոքսային վառարանի գազը մաքրելու անհրաժեշտության խնդիրը բավականին սուր է, քանի որ այս բաղադրությունը բացասաբար է անդրադառնում կյանքի բնապահպանական կողմի վրա: Այսպիսով, ժամանակակից հասարակությունը ձգտում է կատարելագործել համապատասխան տեխնոլոգիաները։ Կոքսի վառարանի գազերի մաքրումը անհրաժեշտ է գործարանի մեխանիզմների արդյունավետության համար, քանի որ ջրածնի ցիանիդը, որի պարունակությունը կոքսի վառարանի գազում բավականին բարձր է, պրոֆեսիոնալ սարքավորումների կոռոզիայի հիմնական պատճառն է: Բացի այդ, ամոնիակն անպայմանորեն արտազատվում է կոքսի վառարանի գազի ձևավորման ժամանակ։ Այս նյութը չափազանց վնասակար ազդեցություն ունի ոչ միայն խողովակաշարերի, այլև շրջակա միջավայրի վրա, քանի որ այն ի վերջո հասնում է այնտեղ: Դիտարկված գործողությունների արդյունքը որոշակի գործարանի համար քիմիական ծագման արտադրանքի կորստի բարձր մակարդակն է, ևնաև մթնոլորտ գազերի և հեղուկ ծագման թափոնների արտանետումների զգալի աստիճան։
Coke գազի մաքրման գործընթաց
Ինչպես պարզվեց, կոքսի վառարանի գազի արտադրությունը մի շարք խնդիրներ է առաջացնում, ինչը լիովին արդարացնում է դրա մաքրման անհրաժեշտությունը։ Մինչ օրս ամենաարդյունավետ մեթոդը այս գլխում նկարագրված գյուտն է, որը լայնորեն կիրառվում է կոքսի արդյունաբերության մեջ: Նախևառաջ անհրաժեշտ է գազը ողողել ամոնիումի ֆոսֆատի լուծույթով կլանիչի մեջ, որը պետք է հագեցած լինի սկուտեղներով: Այնուհետև, կոքսի վառարանի գազը պետք է մշակվի այս լուծույթով, նախքան այն կլանչի սկուտեղի տարածքը մտնելը: Այս դեպքում շրջանառվող լուծույթի տեսակարար սպառումը պետք է լինի 1,0-1,2 լ/մ3 գազ, ապա դրա խտությունը հավասար կլինի 1,195-1,210 կգ/լ։ Կոքսի վառարանի գազը մաքրելու այս մեթոդը, ինչպես նշվեց վերևում, այսօր հաճախ օգտագործվում է համապատասխան արդյունաբերության մեջ, քանի որ այն ամենաարդյունավետն է։
Coke վառարանի գազի կիրառություն
Այսօր կոքսի վառարանի գազը շատ լայնորեն և անվտանգ օգտագործվում է հասարակության մեջ որպես վառելիք մետալուրգիական գործարաններում, ինչպես նաև քաղաքային տնտեսական գործունեության մեջ և որպես արտադրության հումք: Ինչպես պարզվեց, կոքսի վառարանի գազից արտանետվում է ջրածին, որը պարզապես անհրաժեշտ է ամոնիակի սինթեզի համար՝ խտացման հայտնի մեթոդի միջոցով, որը գործում է ցածր ջերմաստիճանի ռեժիմի պայմաններում։ Սրա արդյունքումԳործողության ընթացքում ձևավորվում է մի ֆրակցիա, որը ծառայում է որպես բարձրորակ հումք տարբեր տեսակի սինթեզների համար։ Հարկ է նշել, որ կոքսի վառարանի գազի մեջ ջրածնի սուլֆիդի խառնուրդը բացարձակապես անցանկալի է ցանկացած դեպքում (և երբ կոքս վառարանի գազն օգտագործվում է որպես վառելիք, և երբ այն ծառայում է որպես հումք քիմիական արտադրանքի արտադրության համար): Ահա թե ինչու մաքրման գործընթացը, որն ամբողջությամբ քննարկվել է նախորդ գլխում, այդքան անհրաժեշտ է։
Գազի հատկություններ
Եզրափակելով, տեղին կլինի դիտարկել կոքսի վառարանի գազի ֆիզիկական հատկությունները: Այսպիսով, նրա կալորիականությունը կազմում է 3600-ից մինչև 3700 կկալ/մ3, նյութի բաղադրության մեջ տեսակարար կշիռը տատանվում է 0,45-ից 0,46 կգ/մ3 (որը գրեթե երեք անգամ ավելի թեթև է, քան օդը), դրա այրման առավելագույն ջերմաստիճանային ռեժիմը. հավասար է 2060 աստիճանի, և գործընթացն ինքնին ուղեկցվում է կարմիր բոցով։
Կարևոր է նշել, որ խնդրո առարկա գազը պայթուցիկ է, երբ զուգակցվում է օդի հետ: Ընդ որում, պայթուցիկության ստորին սահմանը ըստ ծավալի 6 տոկոս գազ է (մնացածը՝ օդ), մինչդեռ վերին պայթուցիկ մակարդակը հասնում է 32 տոկոս գազի (մնացածը՝ օդ)։ Բոցավառման ջերմաստիճանը հավասար է 550 աստիճանի, իսկ 1 խորանարդ մետր գազ այրելու համար անհրաժեշտ է մոտավորապես 5 խմ օդ։ Կոկա վառարանի գազն օժտված չէ գույնով և համով, սակայն ունի նաֆթալինի, փտած ձվերի թթու հոտ, ինչը կարելի է բացատրել դրա բաղադրության մեջ ծծմբաջրածնի պարունակությամբ։
